RU2392497C1

RU2392497C1 - Centrifugal pump stage

Info

Publication number: RU2392497C1
Application number: RU2009110830/06A
Authority: RU
Inventors: Владимир Валерьевич Комгорт (RU); Владимир Валерьевич Комгорт
Original assignee: Владимир Валерьевич Комгорт
Priority date: 2009-03-24
Filing date: 2009-03-24
Publication date: 2010-06-20

Abstract

FIELD: engines and pumps. ^ SUBSTANCE: invention refers to pump building industry, and namely to multi-stage centrifugal oil production pumps. Centrifugal pump stage includes guide vane 1 fixed in housing 2 and impeller installed on drive shaft 3 of pump. Impeller consists of drive and driven discs 4, 5 with working blades 5a between them. Drive and driven discs 4, 5 of impeller at the inlet and outlet are provided with side annular protrusions 6 and 7, 8 and 9 directed in pairs to each other so that annular slots "a" and "b" are formed at inlet and outlet of impellers. ^ EFFECT: increasing the head and efficiency, increasing life time of pump within marginal oil production. ^ 2 dwg

Description

Изобретение относится к насосостроению, а именно к многоступенчатым скважинным насосам для добычи нефти.The invention relates to pump engineering, and in particular to multi-stage borehole pumps for oil production.

Известен погружной центробежный многоступенчатый насос для откачки жидкости из нефтяных скважин. Каждая ступень такого насоса содержит рабочее колесо и направляющий аппарат (Богданов Н.А. Погружные центробежные насосы для добычи нефти. М.: Недра, 1968, с.38-50).Known submersible centrifugal multistage pump for pumping fluid from oil wells. Each stage of such a pump contains an impeller and a guiding apparatus (Bogdanov N.A. Submersible centrifugal pumps for oil production. M: Nedra, 1968, p. 38-50).

Недостатком насоса является низкое давление, создаваемое ступенью при малых расходах жидкости.The disadvantage of the pump is the low pressure created by the stage at low flow rates.

Техническим решением, наиболее близким к изобретению, является ступень погружного центробежного насоса, содержащая рабочее колесо с ведущим и ведомым дисками и лопастями и направляющий аппарат с лопатками (RU 2192561 С1, 10.11. 2002).The technical solution closest to the invention is a submersible centrifugal pump stage containing an impeller with a driving and driven disks and vanes and a guiding apparatus with vanes (RU 2192561 C1, 10.11. 2002).

При изготовлении насосов для малодебитных скважин уменьшают ширину канала между ведущим и ведомым дисками. В результате чего происходит снижение напора и КПД вследствие увеличения гидравлического сопротивления из-за уменьшения проходного сечения рабочего колеса. Кроме того, проходное сечение дополнительно уменьшается со временем в результате солеотложения, что, в свою очередь, ведет к уменьшению срока службы насоса.In the manufacture of pumps for low-yield wells, the channel width between the leading and driven disks is reduced. As a result, there is a decrease in pressure and efficiency due to an increase in hydraulic resistance due to a decrease in the cross section of the impeller. In addition, the flow area further decreases with time as a result of scaling, which, in turn, leads to a decrease in the life of the pump.

Задачей, стоящей перед изобретением, является повышение напора и КПД и увеличение срока службы насоса в диапазоне малодебитной добычи нефти, что позволит отказаться от использования штанговых насосов.The challenge facing the invention is to increase the pressure and efficiency and increase the service life of the pump in the range of low oil production, which will allow to abandon the use of sucker rod pumps.

Для решения поставленной задачи в ступени центробежного насоса, содержащей закрепляемый в корпусе насоса направляющий аппарат и устанавливаемое на ведущем валу насоса рабочее колесо, состоящее из ведущего и ведомого дисков с рабочими лопастями между ними, согласно изобретению ведущие и ведомые диски рабочего колеса на входе и выходе из него выполнены с боковыми кольцевыми выступами, направленными попарно друг к другу с образованием на входе и выходе рабочих колес кольцевых щелей.To solve the problem in a centrifugal pump stage, containing a guiding device fixed in the pump casing and an impeller mounted on the pump drive shaft, consisting of a drive and a driven disc with impellers between them, according to the invention, the driving and driven discs of the impeller at the inlet and outlet of it is made with lateral ring protrusions directed in pairs to each other with the formation of ring slots at the input and output of the impellers.

На фиг.1 показано несколько ступеней центробежного насоса в продольном сечении, а на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.Figure 1 shows several stages of a centrifugal pump in longitudinal section, and figure 2 - section aa in figure 1.

Ступень центробежного насоса содержит направляющий аппарат 1, закрепляемый в цилиндрическом корпусе 2 центробежного насоса, и рабочее колесо, устанавливаемое на ведущем валу 3 насоса. Рабочее колесо состоит из ведущего и ведомого дисков 4 и 5 с рабочими лопастями 5а между ними.The centrifugal pump stage contains a guiding apparatus 1, fixed in a cylindrical housing 2 of the centrifugal pump, and an impeller mounted on the drive shaft 3 of the pump. The impeller consists of a drive and a driven disk 4 and 5 with the working blades 5A between them.

Ведущие и ведомые диски 4, 5 рабочего колеса на входе и выходе из него выполнены с боковыми кольцевыми выступами 6 и 7, 8 и 9, направленными попарно друг к другу с образованием на входе и выходе рабочих колес кольцевых щелей «а» и «б».The driving and driven disks 4, 5 of the impeller at the inlet and outlet of it are made with lateral ring protrusions 6 and 7, 8 and 9, directed in pairs to each other with the formation of ring slots "a" and "b" at the entrance and exit of the impellers .

Малодебитный насос может быть легко изготовлен на базе серийно выпускаемых высокодебитных насосов. В высокодебитном насосе на входе в рабочее колесо и на выходе из него закрепляют по два кольца с таким расчетом, чтобы образовать кольцевые щели, ширина которых определяет подачу рабочего колеса и всего насоса.A low-flow pump can be easily manufactured on the basis of commercially available high-flow pumps. In a high-rate pump, two rings are fixed at the inlet and outlet of the impeller so as to form annular slots, the width of which determines the flow of the impeller and the entire pump.

При работе насоса жидкость через щель «а» между внутренними кольцевыми выступами (кольцами) 6 и 7 поступает в рабочее колесо (канал между дисками 4 и 5), где происходит приращение давления и часть жидкости выходит через щель «б» между наружными выступами 8 и 9 с давлением большим, чем на входе.When the pump is running, the liquid through the gap “a” between the inner annular protrusions (rings) 6 and 7 enters the impeller (the channel between the disks 4 and 5), where the pressure increases and part of the liquid exits through the gap “b” between the outer protrusions 8 and 9 with a pressure greater than the inlet.

Жидкость, поступившая в рабочее колесо и имеющая большую радиальную скорость, проходит через центральную часть внутреннего объема рабочего колеса, не соприкасаясь с его стенками. Жидкость, занимающая основной внутренний объем рабочего колеса, движется медленно в радиальном направлении и, будучи изначально раскрученной, не потребляет мощности.The fluid entering the impeller and having a large radial speed passes through the central part of the internal volume of the impeller without contacting its walls. The liquid occupying the main internal volume of the impeller moves slowly in the radial direction and, being initially untwisted, does not consume power.

Меняя ширину щели между внутренними и наружными кольцами 6, 7, мы имеем возможность получить сколь угодно малые подачи насоса без потери напора и КПД.Changing the width of the gap between the inner and outer rings 6, 7, we are able to get arbitrarily small pump flow without loss of pressure and efficiency.

Уменьшение отложений солей происходит из-за большого расстояния между дисками в рабочем колесе и уменьшения объема жидкости, контактирующей с ними.The decrease in salt deposits occurs due to the large distance between the disks in the impeller and the decrease in the volume of liquid in contact with them.

Claims

A centrifugal pump stage, comprising a guide vane fixed in the pump casing and an impeller mounted on the pump drive shaft, consisting of a drive and a driven disk with working blades between them, characterized in that the drive and driven wheels of the driving wheel at its inlet and outlet are made with lateral ring protrusions directed in pairs to each other with the formation of ring slots at the input and output of the impellers.